JP5629316B2 - 伸縮式タワーアセンブリおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、タワー状構造の建設の分野に関し、排他的にではないが特に、風力タービンなどのためのプレハブコンクリートタワーのアセンブリに関する。

風力タービンに一般に使用されるものなど高いタワー構造はしばしば、補強コンクリートおよび／またはプレストレスコンクリートからなるプレキャストセグメントから建設され、これらが次いで、通常は道路で起立現場に輸送され、セグメントをクレーンによって定位置に吊り上げることによって組み立てられる。例えば円形断面を有するタワーの場合、各垂直区域が複数の円弧状セグメントから組み立てられる。底部タワー区域が最初に組み立てられて起立され、その後、第２、第３、および後続の区域がクレーンを使用して定位置に吊り上げられる。各区域は通常、地面の高さで事前に組み立てられ、次いで、前の区域の上に定位置に全体を吊り上げられる。あるいは、特定の区域のセグメントを個別に定位置に吊り上げ、次いで前の区域の上に組み立ててもよい。最後に、上段区域が定位置に吊り上げられ、その後、発電機アセンブリおよびタービン回転子が吊り上げられる。

風力タービン用のタワーは１００ｍ程の高さであることがあり、数メガワットを発生することができる発電機ユニットを支承する１６０ｍ程のタワーの計画が考えられている。従来技術の建設技法は、タワーの部品を巨大なクレーンを使用して吊り上げる必要があり、クレーンは、少なくともタワー構造自体と同じ高さでなければならない。重量が１３０トン程のこともある発電機ユニットを構造の上に定位置に吊り上げなければならない。ゆくゆくは最大３００トンの重量の発電機ユニットが必要とされ得る。そのような重量をそのような高さまで安全に吊り上げることができるクレーンは非常に大型で高価であり、そのようなクレーンを現場に輸送して組み立てるプロセスは、専門技師および重機を必要とし、さらに、プレハブタワー部片を輸送するのに必要なよりもはるかに大きな道路の建設を必要とすることも往々にしてある非常に大規模な作業である。また、発電機もしくは回転子に対する任意の主要な保守作業にも、またはタワーを解体する必要がある場合にも、同様に巨大なクレーンが必要とされる。企図されている１６０ｍのタワーの１つの上まで１３０トンの発電機を吊り上げることができるクレーンは、現在１００ｍのタワーに使用されているクレーンよりもサイズが数桁大きく、高価である。したがって、タワーを建築することができる高さは、その建設に必要とされるクレーンのサイズによって制限され、それでも１６０ｍプレハブタワーの起立を実現しなければならない。

特許文献１は、伸縮式タワー起立方法を記載しており、その方法では、タワーの複数のプレハブ伸縮区域が、低い高さで水平に一体に備え付けられる。次いで、組み立てられた伸縮区域がまとめて直立姿勢にウインチで起こされ、次いで、クレーンによって、または壁部材の構成と電動スクリュージャッキなど拡張可能なジャッキとを使用して各区域をその外側隣接区域に対してジャッキアップすることによって、区域が順に持ち上げられる。このジャッキング法では、各垂直区域をその隣の外側区域に対して支持することとジャッキアップすることが交互に繰り返され、したがって壁部材は、隣の外側区域の内面に内張りされる追加の支持壁を形成する。持ち上げられた区域がその所望の位置に達すると、支持構造が外側区域の側壁に固定されて、内側区域の下側を支持する。すべての垂直区域がこのようにして定位置に伸長された後、内張り壁を取り外すことができる。タワーは、操作を逆にすることによって解体することができる。

しかし、特許文献１に開示されるタワー起立方法は、以下の欠点を有する。第１に、開示されたジャッキング法は、各区域の底部にあるフランジを、前の区域の底部にあるレッジの上に支持することに依拠する。連続する各内側区域がその外側隣接区域の上に載置するので、これは、区域を特定の順序で持ち上げなければならないことを意味する。第２に、特許文献１の仮支持法は、非常に労働集約的であり、タワー自体とほぼ同じ大きさの内壁構造全体の建設およびその後の解体を含み、これは、建設の速度、したがって作業の全体的なプログラムに大きな影響を及ぼすことがある。第３に、このジャッキングおよび支持技法は、すべての区域のすべての壁が実質的に平行である構造にしか適していない。

英国特許出願第２４５１１９１号明細書

本発明は、従来技術に備わるこれらおよび他の問題を解決することを狙いとする。特に、本発明は、クレーンを用いずに、または区域１つ分よりもわずかにだけ高い小型のクレーンを使用してタワー区域を組み立てることができるようにする建設方法およびアセンブリを提供することを狙いとする。また、本発明のさらなる目的は、はるかに速く、より効率的なタワー区域の持上げを可能にし、かつ平行でない壁を有するタワー区域の使用を可能にすることである。本発明のさらなる目的は、任意の順序でのタワー区域の持上げを可能にする方法およびアセンブリを提供することである。

上記の目的を実現するために、複数の実質的に同軸の伸縮区域を使用して現場で構造を起立させるための方法であって、
前記複数の区域の最も内側の区域を現場で定位置に配置または建設する第１のステップと、
１つまたは複数の実質的に同軸の区域を前記最も内側の区域の周りに現場で定位置に配置または建設する第２のステップであって、それにより、２つ以上の実質的に同軸の伸縮区域を形成し、前記同軸の伸縮区域がそれぞれ、同軸に隣接する内側および／または外側区域を有する第２のステップと、
前記伸縮区域の第１の区域の下側ジャッキング点と、前記伸縮区域の第２の区域の上側ジャッキング点との間に複数のジャッキング緊張材を備え付ける第３のステップであって、前記第１の伸縮区域と前記第２の伸縮区域が同軸に隣接する第３のステップと、
前記複数のジャッキング緊張材の１つまたは複数に緊張材ジャッキを取り付ける第４のステップと、
第１の区域の重量が第２の区域の上側ジャッキング点によって支持されるように、緊張材ジャッキを操作してジャッキング緊張材（５）に張力をかける第５のステップと、
前記緊張材ジャッキを操作して、第２の区域に対して第１の区域を押し上げる第６のステップと
を含む方法が提供される。

また、本発明の方法は、第１の区域の下部を第２の区域の上部に固定する第７のステップを含んでもよい。

本発明の方法の一変形形態では、第２のステップが、同軸に隣接する区域を２対以上備える３つ以上の実質的に同軸の伸縮区域を形成するために行われ、第３〜第６または第７のステップが、２対以上の同軸に隣接する区域の各対に関して行われる。

上述したように、本発明の方法は、風力タービン発電機ユニットまたは水槽など最上部設置要素を伸縮区域の最上段区域の上に支持するためのタワーの起立のために使用してもよく、この方法はまた、第６のステップの前に行われる、伸縮区域の所定の区域の上に最上部設置要素を定位置に配置する第８のステップを含んでもよい。

風力タービンタワーを起立するために使用される本発明の方法の別の変形形態では、第８のステップが、風力タービン発電機ユニットを所定の伸縮区域の上に備え付けるステップと、タービンブレードを備え付けるステップとを含んでもよく、それにより、タービンブレードの回転面が、後で第６のステップで行われる押上げ中にブレードの動作時回転面からある角度で維持され、方法がさらに、タービンブレードがそれらの動作時回転面にあるときになんら妨害を受けない高さを越えて所定の伸縮区域が持ち上げられた後に、第６のステップの実施中または実施後に、タービンブレードの回転面をそれらの動作時回転面に動かす第９のステップを含む。

建設する第２のステップは、複数のプレハブセグメントから上記または各同軸区域を組み立てるステップを含んでもよく、第２のステップはさらに、張力をかけることができる横方向接続要素を使用してプレハブセグメントを一体に固定するステップを含んでもよい。

区域は、任意の適切な材料から形成することができる。しかし、本発明の方法の好ましい実施形態では、区域は、コンクリート、または鉄骨鉄筋コンクリート、または鋼とコンクリートの複合材からなる。

本発明のさらなる実施形態では、この方法はさらに、構造を解体するために前記第１〜第９のステップのいくつかまたはすべてを逆順に行うステップを含む一連の解体ステップを含む。

代替実施形態では、本発明の方法の第１および／または第２のステップが、鋳型、成形機、または型枠を提供するステップと、区域を鋳造するステップとを含んでもよい。

第１および第２のステップは、プレキャスト工法とインサイチュ建設法との組合せを含んでもよい。例えば、各セグメントの上部および底部フランジを、現場から離れた場所で、または建設領域に隣接する平坦面上でプレキャストしてもよい。あるいは、各区域の底部フランジ全体をインサイチュで鋳造してもよい。セグメントフランジ部分は、必要なスタータバーと共に定位置にプレキャストされ、セグメントの円筒形部分または壁部分に埋め込まれるように準備されてもよい。上部フランジの下面は、隣接するセグメントの底部フランジの上面に対してマッチキャストすることができ、一対の完全に対合する面を形成する。そのようなセグメントの建設中、まず区域の底部フランジが位置決めされ、次いでそのセグメントの円筒体が底部フランジの上に定位置で鋳造され、次いで上部フランジが、定位置で鋳造されるか、またはその区域の壁区域の上に備え付けられて調節されてステッチされる。この後者の変形形態は、上部区域の建設を容易にし、鋳造後に取り外すのが難しい２つの区域間の型枠の必要をなくす。また、この変形形態は、特定の接合部で上部フランジと底部フランジの２つの対合するコンクリート面間の完全な接触の形成を可能にし、それにより構造の品質を改良し、または場合によってはこれらの接合部でエポキシまたは高強度モルタルを提供する必要をなくす。また、フランジの対合面間の接触領域をさらに改良するために、フランジをコンクリートと鋼の複合材で形成してもよい。

別の実施形態では、この方法は、構造用の土台を建設する予備ステップを含み、土台が、第１または第２のステップで配置または建設される複数の伸縮区域の少なくともいくつかの下面に手が届くようにするための凹んだアクセス領域を有する。

また、本発明は、タワー構造の高さの一区域を形成するために１つまたは複数の他の同様のタワーセグメントと接合するためのプレハブタワーセグメントであって、区域が、タワー構造を形成するために他の同様の区域と接合するためのものであり、
タワーセグメントが、
ジャッキング緊張材を取り付けるための上側ジャッキング点および／または下側ジャッキング点と、
他の同様のタワーセグメントの対応する対合面と固定係合するための１つまたは複数の第１の対合面と、
上記または各第１の対合面が他の同様のタワーセグメントの対応する対合面に張力下で固定されるように、第１の張力付与手段を取り付けるためのセグメント固定点と、
タワー構造の高さの一区域を形成するためにタワーセグメントが他の同様のタワーセグメントと固定係合されるときに、タワー構造の隣接する上側および／または下側区域の対応する対合面と固定係合するための１つまたは複数の第２の対合面と、
上記または各第２の対合面がタワー構造の隣接する上側および／または下側区域の対応する対合面に張力下で固定されるように、第２の張力付与手段を取り付けるための区域固定点と
を備えることを特徴とするプレハブタワーセグメントを提供する。

本発明によるプレハブタワーセグメントの一実施形態では、上側ジャッキング点および／または下側ジャッキング点が、タワーセグメントのそれぞれ上縁部および／または下縁部に、またはその近くに提供されたフランジとして実装され、上記または各フランジが、ジャッキング緊張材を張力下で収容するための開口を備える。

また、本発明は、上述した複数のプレハブタワーセグメントを備えるタワー構造を提供する。

本発明の他の目的および利点は、以下の説明および添付図面から明らかになろう。

本発明による伸縮式タワーアセンブリの断面図である。 区域フランジの１つにあるジャッキング穴およびＰＴバー穴の例示的な分布を示す図である。 ２つの区域を接合するために使用されるＰＴバーの一例を示す図である。 本発明でのジャッキング中に使用される緊張材および固定具の一例を示す図である。 連続するタワー区域が組み立てられた状況を例示する分解図である。 タワー区域の隣接セグメントを接合するための接続構造の一例を示す図である。 ３つの区域を有するタワーの最終的な起立段階の切欠図である。 隣接区域のための可能な案内機構の詳細図である。 持上げプロセスが始まる前であって、かつ発電機が既に装着された状態での伸縮式タワーアセンブリの断面図である。 タワー内部での作業プラットフォーム構成の一例を示す図である。 タワーが持ち上げられる前に発電機および回転子が装着される伸縮式タワー構成の側面図である。 図１０の伸縮式タワーをその伸長状態で示す図である。 タワーを伸長する前に低い高さで伸縮式タワーに装着された、回転子の側面図である。 タワーを伸長する前に低い高さで伸縮式タワーに装着された、貯水槽の側面図である。 本発明の方法によって起立された平行でない壁を有するタワーを示す図である。 本発明の方法によって起立された平行でない壁を有するタワーの代替例を示す図である。

本発明の例示的実装形態を図示するため、および本発明の理解を助けるために図面を提供する。図面は、本発明の範囲の限定をなんら示唆するものではない。

本出願全体を通して風力タービンタワーの例を使用するが、本発明は任意のタワー状構造に同様に適用可能であることを理解されたい。本発明は、円形断面を有する構造に限定されない。本出願で説明する方法を使用して、ほぼ同軸の伸縮区域の任意の構成を起立させることができる。

図１に、５つの同軸区域、すなわち１つの外側区域２、３つの中央区域３、および１つの内側区域４を備えるタワーの概略断面図を示す。様々な区域２、３、および４はそれぞれ、既に組み立てられ、定位置にあり、起立の準備ができた状態で示されている。外側区域２は土台１上に支持され、中央区域３および内側区域４は、わずかに持ち上げられた位置で支持され、支持体１０上に載置している。これは、区域３および４の下に、ジャッキング緊張材５および油圧ストロークジャッキ８を取り付けるための空間を提供するためである。タワー土台１内の適切な空間によって（例えば窪みによって）同じ結果を実現することができることに留意されたい。この場合には、中央区域３および内側区域４を持ち上げる必要はなく、それにより、組立用クレーンに関する高さ要件をさらに低減させ得る。

図１は、どれも高さが同じであるように区域を図示するが、区域は、起立される特定の構造の要件に応じて高さが異なっていてもよい。１つの好ましい変形形態では、持ち上げられる区域のいくつかまたはすべてが、持ち上げられない区域よりもいくぶん短いことがある。これにより、前述したような区域の下にある支持体１０が、ジャッキなどを設置するために使用することができる空間を提供できるようになり、土台内に空間を形成する必要はない。同時に、すべての区域の上面を互いにほぼ面一にすることができ、したがって、ちょうど区域１つ分の高さを有する（またはそれよりもわずかに高い）小さなクレーンの使用が可能になる。

図１では、中央区域３および内側区域４は、油圧ジャッキ８によって持ち上げる準備ができた状態で示されている。ストロークジャッキ８（クローラまたは往復ジャッキとも呼ぶ）は、ポストテンション（ＰＴ）構造での緊張材、または橋の床版を支持するためのケーブルに応力をかけるために使用される種類のものであってもよい。緊張材５はそれぞれ、ケーブルやバーなど任意の種類の細長い構造であってもよく、提供される緊張材５の数にわたって分布する被支持区域３および４の総重量を支承するのに十分に強い張力を有し、緊張材５に沿ってストロークジャッキが走行することができる。図１に示される例では、各緊張材が、１つの区域の底部のフレンジ７から隣接区域の上部のフランジ６へと接続されている。この例では、外側区域２の上部のフランジ６を第１の中央区域６の底部のフランジ７に接続する緊張材５は、３つの中央区域と内側区域のすべての重量、および緊張材５とジャッキ８のすべての重量を支承する必要がある。ジャッキが位置決めされ、重量を受け止めるように張力をかけられて、押上げの準備ができるまで、構造を支持するために固定具を使用することができる。

図面に示される例では、最も内側の区域が持ち上げられて構造の最上段を形成し、外側区域が最下段を形成することに留意されたい。しかし、区域の順序が逆にされ、最も内側の区域が完成した構造の最下段を形成し、連続する外側区域が持ち上げられて構造の連続する上段を形成するときにも本発明の方法を適用できることを理解すべきである。この逆順の構成は、図１５を参照してより詳細に説明する。

また、図１に示される区域はすべて同様の高さを有するものとして図示されていることに留意されたい。当然、区域は高さが異なっていてもよい。

図２〜図４は、ジャッキング緊張材５およびコネクタ１３を各フランジの円周上に分布させることができる状況の例を示す。最初の例では、ジャッキング緊張材は、各フランジの穴１２に通され、１つの区域３（および持ち上げられる区域によって支持される任意の他の区域も一緒に）をその外側隣接区域２に対して持ち上げるために使用される。一対の区域３、２の対応するフランジ６、７は、それらの最終的な上昇位置で対合するように設計され、その位置で、コネクタ１３を１つおきの穴５に通し、ジャッキング緊張材５の張力を解放することができるように固定することができる。次いで、適切であれば、緊張材５を取り外すことができる。図２〜図４に示される構成は、本発明の方法を実施するために使用することができる多くの構成のうちの１つにすぎない。まずジャッキング緊張材５のために、次いで接続バー１３のために、同じ１組の開口を使用することができる。この場合、区域３が定位置に持ち上げられると、各ジャッキング緊張材５の代わりにコネクタ１３を固定しながら、ジャッキング緊張材を徐々に取り外すことができる。

往復動クローラジャッキは循環動作し、押上げストロークに続いてクライミングストロークが行われる。油圧クローラジャッキの場合、各ジャッキは、油圧ポンプから圧力下で、かつ制御ユニットの制御下で油圧流体を供給される。区域全体を押し上げるために、ジャッキは２個、３個、または１６個以上であってもよい。各ジャッキは個々に操作してもよく、またはグループ毎に操作してもよく、各グループのジャッキが共通の油圧源（ポンプおよび制御ユニット）によって油圧流体を供給される。

１つのグループのジャッキは、押し上げられる区域において、互いに物理的に隣接していてもよく、または構造の円周上に分布していてもよい。例えば、１２個のジャッキが使用される場合、それぞれ３つのジャッキからなる４つのグループとして操作してもよく、各グループの３つのジャッキはそれぞれ互いに約１２０°離隔されている。このようにして、押上げの制御を改善してもよく、１つのジャッキに過剰な荷重がかかる危険が低減される。あるいは、この例の１２個のジャッキを、それぞれ４つの隣接するジャッキからなる３つのグループに分けてもよく、４つのジャッキからなる各グループは、それが１個のジャッキであるかのように制御可能であるが、荷重は４つの緊張材にわたって分布される。押上げ制御を３つの部分に分割することによって、持ち上げられるときの区域の制御、したがって安定性を改良することができる。

コネクタ１３は、例えばある長さの高張力鋼バーであってもよく、またはある長さのマルチストランドケーブルであってもよく、または対合するフランジ間で高い張力を維持するのに適した任意の他の形状もしくは材料であってもよい。図３は、そのようなバーを備え付けてもよい状況の一例を示す。対合するフランジ６と７が、張力バー１３によってクランプ留めされている。バーはねじ留めしてもよく、ねじにナットを締めることによって張力が実現される。あるいは、例えばポストテンション緊張材で使用されるものと同様の固定具を使用して接続バー／ケーブルを固定し、油圧ジャッキを使用して張力をかけてもよい。

図面に示される対合または当接するフランジの構成は、区域にジャッキング点および固定点を設ける多くの可能な方法の１つにすぎないことに留意されたい。

図３でのコネクタバー１３は、カバーまたはシールを有するものとして示されている。多くの環境において、例えば湿気により生じ得る腐食作用からコネクタが保護されると有利である。また、水の浸入を防止するために、１つの区域の内面とその隣接区域の外面との間にシールを提供してもよい。本発明の１つの有利な変形形態では、製造中にキャプティブナットまたは固定具が区域に事前に備え付けられ、それによりコネクタ１３を単に挿入することができ、ねじ留めされるバーとキャプティブナットの場合には所望の深さでナットにねじ留めすることができる。

コネクタ１３のために緊張材が使用される場合、緊張材は、ポストテンション緊張材が通常応力をかけられるのと同様に、複数対の固定具を使用して固定し、次いで油圧式の張力付与ジャッキを使用して張力をかけることができる。図４は、ジャッキング緊張材５の上で固定具９を使用することができる状況を示す。そのような固定具は、コンクリート構造に応力がかかるときにポストテンションケーブルを保持するために一般に使用される。この場合、固定具は、区域２の組立て中にケーブルに備え付けてもよく、または区域２の事前製造中に予め備え付けてもよく、したがって現場での工程は、緊張材を開口１２に挿入して固定具９に係合することのみを含む。あるいは、区域を持ち上げるために使用された緊張材が、次いで張力をかけられて固定され、コネクタを形成してもよい。次いで、緊張材の余剰の長さがあれば切断するか、または取り付けたままにして巻いておくことができ、それにより、例えば保守または解体操作中に再び区域を下降させるために同じ緊張材を後で再び使用することができる。

図面に示される例では、ジャッキング緊張材５は、クローラジャッキ８が各ジャッキング緊張材５の下端部にあるように、かつ固定具９が各ジャッキング緊張材５の上部にあるように配置されていることに留意されたい。本発明から逸脱することなく、この構成を逆にして、固定具９を区域２、３、４の底部に配置し、ジャッキ８を上部に配置することもできる。

本出願では、本発明者らは現場での、定位置への伸縮区域の建設または組立てに言及する。これは、例えば、プレハブセグメントから各区域を組み立てることを意味することができ、またはインサイチュで区域全体を鋳造することを意味することができる。いずれの場合にも、実質的に同軸の区域の組立てシーケンスにおいて、内側区域から外側区域へと区域が組み立てられ／建設され、それにより、建設される（例えば、セグメントから組み立てられる、またはインサイチュで鋳造される）各連続区域は、先に建設されている区域の周りに建設される。このようにすると、先に建設されている区域の上に区域を押し上げる必要はなく、各連続する区域を組み立てる、または建設するのに十分な、邪魔のない作業空間がある。そのようにして組み立てられた、または建設された区域は、次いで、クローラジャッキを使用して、互いに対してそれらの目標位置に持ち上げられる。最も内側の区域がタワーの最上段を形成するように意図される場合、区域が持ち上げられる順序は、有利には、区域が組み立てられた、または建設された順序と逆である。しかし、原理的には、例えば緊張材の長さに適切な変更を施すことによって、区域を任意の順序で持ち上げることができる。持ち上げられる各区域は、その隣接区域（図１、７、８、１４などに示されるように区域が内側から外側に構成される場合にはその外側隣接区域、または図１５に示されるように区域が外側から内側に構成される場合にはその内側隣接区域）に対して持ち上げられ、したがってその区域の重量は隣接区域に支持される。

図５は、本発明の方法およびアセンブリの一例の分解図である。合わさってタワーの高さを形成するタワー区域２、３、４は、それぞれ複数のセグメント２１、２２、２３から建設される、または組み立てられる。各セグメントは、必要なジャッキング点および固定点（穴１２を有するフランジ）を有するように事前製造される。

図５に示される例では、タワー構造を形成する同軸の区域は、内側区域から外側に向けて組み立てられ、各区域が複数のセグメントから形成される。最も内側の区域は４つのセグメント２３から組み立てられ、次の外側区域は４つのセグメント２２から組み立てられ、最も外側の区域は４つのセグメント２１から組み立てられるものとして図示される。内側から外側に向けてセグメントを組み立てることによって、各セグメントは、既に設置されている他のセグメントの上に吊り上げる必要なく位置決めすることができる。セグメントを定位置に吊り上げるのに必要なクレーンは、吊り上げるべき最も高いセグメントよりもわずかに高い必要がある。最も内側の区域は、いずれにせよ妨害されることなく定位置に直接押し上げることができるので、複数のセグメントから建設する必要はないことに留意されたい。

各区域でのセグメントの数は、タワー構造の形状および荷重支承要件、ならびに組立て現場へのセグメントの輸送に関する制約に適するように選択することができる。各セグメントは、その隣接するセグメントに接合される。大きな荷重を支承する構造を実現するために、例えば、図６に示されるようにセグメントに一体の帯鉄筋またはステープル２５が設けられてもよい。各セグメントの帯鉄筋は、隣接するセグメントの帯鉄筋と重なって嵌合し、それにより、重なって嵌合する帯鉄筋を通して係止バーまたはフレーム２６が押し込まれるときに、セグメントは係止されて張力下で一体に保持される。

セグメントを一体に接合する他の方法も可能であり、当業者によく知られている。本発明の一実施形態では、複数のセグメントから組み立てるのではなく、インサイチュで例えばコンクリートから区域を鋳造してもよい。この場合、嵌合する帯鉄筋構成は必要ない。

図７は、起立状態での図５のアセンブリの切欠図を示す。図５と同様に、区域２、３ａ、および３ｂはそれぞれ複数のセグメントから構成され、ジャッキング緊張材は、隣接する区域の各対（この場合には２と３ａ、３ａと３ｂ）の上側固定点と下側固定点（フランジ）の間に備え付けられる。最も外側の区域２は下側ジャッキング点なしで形成することができ、最も内側の区域３ｂは上側ジャッキング点なしで形成することができることに留意されたい。あるいは、最も外側の区域２および最も内側の区域３ｂを、上側ジャッキング点と下側ジャッキング点（上部フランジと底部フランジ）の両方を有するように形成することができる。このとき、最も外側の区域２での下側フランジを、区域２を土台１に固定するために使用してもよく、最も内側の区域での上側フランジを、水槽または風力タービン発電機ユニットなどの要素をタワーの上に固定するために使用してもよい。

また、図７の切欠図は、区域３ａおよび３ｂを押し上げるために緊張材５およびジャッキ８を位置決めすることができる状況を示す。図示される位置では、それらの区域は押し上げられた状態にある。コネクタ要素１３が少なくとも部分的に備え付けられ、ジャッキ８のいくつかまたはすべてを取り外してもよい。また、緊張材を取り外し、他の場所で使用してもよい。

図８は、隣接する２つの区域２と３の間に実装される垂直安定化リブ２７とそれに対応する溝２６との組合せの一例を示す。この構成は、区域２と３が、垂直軸の周りで互いに対して回転するのを防止することができる。そのような回転運動は、例えば、大きな風力タービン発電機ユニットを上部に備えた状態で、風の強い状況でタワーを持ち上げるときに生じることがあり、特に共振運動が誘発される場合には、上昇中に構造および／または緊張材に対して許容範囲外の追加の応力を及ぼすことがある。

図９は、本発明によるタワーアセンブリの側面図である。図示される例は、５つの同軸の区域（参照番号２、３、３、３、および４で示される）を有し、ナセル（風力タービン発電機ユニット）４０を支持する。特に、図９は、最も内側の区域４に固定された作業プラットフォーム３０の使用を示す。プラットフォーム３０は、区域が上昇されるときに区域と共に持ち上がる簡便な作業域を提供するだけでなく、ジャッキが１組の緊張材から次の組に移されるときにジャッキ用の支持も提供する。また、図９に示されるプラットフォームは、それらを上昇させながら構造を安定化させる機能も有する。固定されていない各区域はジャッキング緊張材５によってしか支持されていないので、区域２、３、４がそれぞれのコネクタ要素１３によってすべて互いに固定されるまで、タワー構造は比較的不安定である。プラットフォームをタワー構造の内寸と同じ幅にすることによって、かつプラットフォームにホイールまたはガイドを装備して、区域２の内面と連続的に機械的に接触できるようにすることによって、タワー構造が持ち上げられるときにプラットフォームを使用してタワー構造に機械的安定性を与えることができる。プラットフォームの幅（または少なくとも、プラットフォームの両側のホイール３１間の距離）は、プラットフォームがタワーの内部を上に進むときに、タワーの内側の幅の変化に対処するように調節可能にすることができる。また、梯子３６がタワーの内部に示されている。梯子３６の区域は、各区域が定位置に持ち上げられた後に各区域の内側に追加することができる。

また、建設中のタワーの内部で機器または人を昇降させるためにプーリ構成３３を提供することもできる。図１０に、このプーリ構成３３、プラットフォーム３０、および梯子３６がより明瞭に示されており、図１０は、人および機器をタワーの内部で上下に輸送するためのケージ３５の使用も示す。また、同じウインチおよびプーリ構成を使用して、タワーの起立が完了したときにプラットフォームを下降させることもできる。プラットフォームまたはケージ３０の上にフックが固定され、次いで、プラットフォームを、最も内側の区域に取り付けられたその位置から解放し、次いで地面の高さまで下降させることができ、そこで解体して、現場から退かすことができる。

本発明の１つの重要な利点は、区域１つ分の高さよりもわずかに上まで届く小さなクレーンなど比較的小型の吊上げ機器の使用によって、無制限の高さのタワーの起立を可能にすることである。

図１１および図１２は、この利点を例えば風力タービンの起立に使用することができる状況を示す。図１１で、タワーはその起立していない状態であり、風力タービン発電機４０は、内側区域４の上に定位置に吊り上げられている。このためにクレーン４２を使用することができる。また、クレーン４２は、タービンブレードを定位置に吊り上げるため、およびタワーが直立に起立される前にタービンブレードを取り付けるために使用される。したがって、すべての作業を比較的低い高さ（ほぼ区域１つ分の高さ）で行うことができる。次いで、タワーが十分に持ち上げられて可能になったときには、図１２に示されるようにブレードをそれらの動作向きに回転させることができる。図１１は、発電機ユニット（ナセル）にヒンジ留めされた状態でのタービンブレードアセンブリを示す。しかし、これは、上昇中にブレードを傾けておくことができる１つの可能性にすぎないことを理解されたい。いくつかの場合には、ブレードとタワー区域の相対寸法によっては、低い高さ（すなわちタワー区域１つ分の高さ）でタービンブレードを装着するためにタービンブレードの平面を傾ける必要がないこともある。図１３は、起立していない伸縮式タワー上での定位置での３枚ブレードタービンの前面図であり、ブレードが地面に届いていない状況を示す。図１４は、低い高さでの組立ての原理を水力タワーの起立に適用した状況を示す。タワーが起立される前に、最上段のタワー区域に水槽４４が装着されて固定される。

本発明の方法は逆戻しすることができるので、将来、風力タービン発電機４０や水槽４４などを低い高さに再び下降させることができ、それにより保守作業を実施することができることに留意されたい。保守作業は、通常であればタワーの上で行わなければならない。

図１５および図１６は、全く平行でない壁を有する伸縮区域に本発明の方法を適用することができる状況を示す切欠図である。実際、隣接する区域の各対（２と３、または３と４）が、位置合わせされた開口を有して一体に固定することができる限り、かつ区域が互いに入れ子に嵌合する限り、各区域はほぼ任意の形状を有することができる。図１５と図１６に示される例のどちらにおいても、タワー構造は３つの区域を有し、これらの区域は、最初に、同軸にかつ地面の高さで入れ子にされるように組み立てられ、次いで油圧ジャッキを使用してそれらが定位置にくるまで持ち上げられ、次いでコネクタバーまたは緊張材１３を使用して固定される。図１５に示される例では、土台１上に載置するのは最も内側の区域であり、最も外側の区域は最上段区域になるように持ち上げられる。しかし、区域の組立て、ならびにジャッキングおよび固定操作は、図１５および先行の図で使用されるものと同じである。

Claims (11)

1. 複数の実質的に同軸の伸縮区域（２、３、４）を使用して現場で構造を起立させるための方法であって、
   前記複数の区域（２、３、４）の最も内側の区域（４）を現場で定位置に配置または建設する第１のステップと、
   １つまたは複数の実質的に同軸の区域を前記最も内側の区域（４）の周りに現場で定位置に配置または建設する第２のステップであって、それにより、２つ以上の実質的に同軸の伸縮区域を形成し、前記同軸の伸縮区域がそれぞれ、同軸に隣接する内側および／または外側区域を有する第２のステップと、
   前記伸縮区域（３、４）の第１の区域の下側ジャッキング点（７）と、前記伸縮区域の第２の区域の上側ジャッキング点（６）との間に複数のジャッキング緊張材（５）を備え付ける第３のステップであって、前記第１の伸縮区域と前記第２の伸縮区域が同軸に隣接する第３のステップと、
   前記複数のジャッキング緊張材（５）の１つまたは複数に緊張材ジャッキ（８）を取り付ける第４のステップと、
   前記第１の区域（３、４）の重量が前記第２の区域（２）の前記上側ジャッキング点によって支持されるように、前記緊張材ジャッキ（８）を操作して前記ジャッキング緊張材（５）に張力をかける第５のステップと、
   前記緊張材ジャッキを操作して、前記第２の区域（２）に対して前記第１の区域（３、４）を押し上げる第６のステップと
   を含み、
   前記構造が、前記伸縮区域の最上段区域の上に最上部設置要素（４０、４４）を支持するためのタワーであり、前記方法がさらに、第６のステップの前に行われる、前記伸縮区域の所定の区域の上に前記最上部設置要素を定位置に配置する第８のステップを含み、 前記最上部設置要素が風力タービン発電機ユニット４０であり、
   前記第８のステップが、前記風力タービン発電機ユニット（４０）を前記所定の伸縮区域の上に備え付けるステップと、タービンブレード（４１）を備え付けるステップとを含み、それにより、前記タービンブレード（４１）の回転面が、後で前記第６のステップで行われる押上げ中に前記ブレード（４１）の動作時回転面からある角度で維持され、前記方法がさらに、前記タービンブレード（４１）がそれらの動作時回転面にあるときになんら妨害を受けない高さを越えて前記所定の伸縮区域が持ち上げられた後に、第６のステップの実施中または実施後に、前記タービンブレード（４１）の前記回転面をそれらの動作時回転面に動かす第９のステップを含む
   ことを特徴とする、方法。
2. さらに、前記第１の区域（３、４）の下部を前記第２の区域（２）の上部に固定する第７のステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２のステップが、同軸に隣接する区域を２対以上備える３つ以上の実質的に同軸の伸縮区域を形成するために行われ、
   前記第３〜第６または第７のステップが、２対以上の同軸に隣接する区域の各対に関して行われる、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 建設する前記第２のステップが、複数のプレハブセグメント（２１、２２、２３）から前記または各同軸区域（２、３、４）を組み立てるステップを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第２のステップがさらに、張力をかけることができる横方向接続要素（２５、２６）を使用して前記プレハブセグメントを一体に固定するステップを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記区域（２、３、４）がコンクリートからなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. さらに、前記構造を解体するために前記第１〜第９のステップのいくつかまたはすべてを逆順に行うステップを含む一連の解体ステップを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 建設する前記第１および／または第２のステップが、鋳型、成形機、または型枠を提供するステップと、前記区域（２、３、４）を鋳造するステップとを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
9. さらに、前記構造用の土台（１）を建設する予備ステップを含み、前記土台（１）が、前記第１または第２のステップで配置または建設される複数の伸縮区域（３、４）の少なくともいくつかの下面に手が届くようにするための凹んだアクセス領域を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. タワー構造の高さの一区域を形成するために１つまたは複数の他の同様のタワーセグメント（２１、２２、２３）と接合するためのプレハブタワー区域セグメント（２１、２２、２３）であって、前記区域が、前記タワー構造を形成するために他の同様の区域と接合するためのものであり、前記プレハブタワー区域セグメント（２１、２２、２３）が請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実施するためのものであるプレハブタワー区域セグメント（２１、２２、２３）において、
    前記タワーセグメントが、
    ジャッキング緊張材（５）を取り付けるための上側ジャッキング点（６）および／または下側ジャッキング点（７）と、
    前記他の同様のタワーセグメント（２１、２２、２３）の対応する対合面と固定係合するための１つまたは複数の第１の対合面と、
    前記または各第１の対合面が前記他の同様のタワーセグメント（２１、２２、２３）の対応する対合面に張力下で固定されるように、第１のテンション手段（２６）に取り付けるためのセグメント固定点（２５）と、
    前記タワー構造の高さの前記一区域を形成するために前記タワーセグメントが前記他の同様のタワーセグメントと固定係合されるときに、前記タワー構造の隣接する上側および／または下側区域の対応する対合面と固定係合するための１つまたは複数の第２の対合面と、
    前記または各第２の対合面が前記タワー構造の前記隣接する上側および／または下側区域の対応する対合面に張力下で固定されるように、第２の張力付与手段を取り付けるための区域固定点と
    を備えることを特徴とする、プレハブタワー区域セグメント（２１、２２、２３）。
11. 前記上側ジャッキング点（６）および／または前記下側ジャッキング点（７）が、前記タワーセグメントのそれぞれ上縁部および／または下縁部に、またはその近くに提供されたフランジとして実装され、前記または各フランジが、前記ジャッキング緊張材（５）を張力下で収容するための開口を備える、請求項１０に記載のプレハブタワー区域セグメント（２１、２２、２３）。

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